關(guān)于調(diào)光調(diào)色溫電源輸出電流的說明

LED調(diào)光調(diào)色溫電源通常采用兩級(jí)轉(zhuǎn)換方案，如圖A，第一級(jí)是一個(gè)恒壓源，第二級(jí)是兩個(gè)恒流源。

第一級(jí)恒壓源就是常規(guī)的恒壓源，各廠家的設(shè)計(jì)應(yīng)沒有太大的區(qū)別。

第二級(jí)恒壓源的方案則有兩個(gè)大方向可選。一個(gè)是連續(xù)電流型(如圖A)，一個(gè)是斷續(xù)電流型(如圖B)。下面分別加以說明。

連續(xù)電流型：顧名思義，連續(xù)電流型的輸出電流是連續(xù)的，電流波形同標(biāo)準(zhǔn)LED恒流源的輸出電流波形基本相同。其電路主要元件有開關(guān)管、電感、二極管、電容。按工作方式可細(xì)分成兩個(gè)分支，一個(gè)是線性，一個(gè)PWM。如果是線性工作模式，則輸出電流就是一條直線。若工作在PWM模式，則輸出電流有少量紋波。在某些細(xì)節(jié)上，這兩種模式各有一些小缺點(diǎn)，但都能使LED工作在較好的狀態(tài)。

       圖A

斷續(xù)電流型：輸出電流是斷續(xù)的，即脈沖狀，電流波形和標(biāo)準(zhǔn)LED恒流源完全不同。這種方案的優(yōu)點(diǎn)就是成本低，其電路的主要元件只有開關(guān)管，通過控制開關(guān)管開通和關(guān)斷時(shí)間的比例調(diào)節(jié)LED的電流。在開關(guān)管開通的時(shí)候，相當(dāng)于恒壓源直接接在LED上，顯然不符合LED的基本要求。這種方案有著嚴(yán)重缺陷，但具體是哪些缺陷則取決于其工作頻率的選擇。如果頻率較低，LED會(huì)有尖峰電流，尖峰電流的幅度取決于恒壓源輸出電壓和LED電壓的差距。量產(chǎn)時(shí)很難匹配好。即使匹配好兩者，LED工作發(fā)熱后，電壓會(huì)下降，還會(huì)惡化這個(gè)指標(biāo)。不僅LED的壽命受影響，針刺般的燈光對(duì)人眼顯然不好，雖然你感覺不到。如果把工作頻率提高，上述缺點(diǎn)會(huì)大幅減弱，但效率又會(huì)有明顯損失，嚴(yán)重的可能損失百分之幾十。綜上所述，這種方案在小功率情景照明里應(yīng)用可能問題不大，在功率較大的標(biāo)準(zhǔn)照明上應(yīng)用有較大隱患。

       圖B

下面，我們將結(jié)合實(shí)際測(cè)試的情況分析斷續(xù)電流型(脈沖電流型)在調(diào)節(jié)的過程中功率以及輸出電流的變化，以及這種調(diào)節(jié)方式所帶來的問題。

測(cè)試方法說明：在斷續(xù)電流型的調(diào)光調(diào)色溫電源的輸出串一個(gè)1Ωu03A9的電阻，通過測(cè)試電阻上的電壓值來反映輸出電流值。

步驟一：用遙控器將LED的亮度調(diào)至最高，測(cè)試電源的輸入?yún)?shù)和輸出電流。此時(shí)，電源的輸入功率為10.7W，如圖-1所示，由于是滿功率狀態(tài)，此時(shí)電流接近連續(xù)的狀態(tài)，此時(shí)的輸出平均電流和峰值電流一樣。輸出平均電流和峰值電流均為240mA。

       圖-1 最大亮度時(shí)的輸入?yún)?shù)

       圖-2 最大亮度時(shí)輸出電流的波形

步驟二：用遙控器的亮度調(diào)節(jié)鍵將亮度調(diào)低，此時(shí)輸出的占空比調(diào)節(jié)至50%%uFF0C即如果按照合理的調(diào)節(jié)方式，此時(shí)的輸出電流為額定電流的一半，輸出功率也減少接近一半。但情況并非如此!

由圖-4可以看出，此時(shí)輸出電流的峰值為488mA，峰值電流增加了超過一倍，但實(shí)際上平均電流仍然很接近240mA，這意味著輸出占空比50%-100%%u8FD9個(gè)調(diào)節(jié)過程中，輸出電流的平均值基本不變，燈具的亮度基本上沒有變化，在這個(gè)調(diào)節(jié)范圍，使用者不僅是在做無用功，更嚴(yán)重的是燈珠要承擔(dān)比額定值高一倍的峰值電流，這會(huì)嚴(yán)重影響燈珠的壽命!同時(shí)，我們可以看到輸入功率也變大了(輸出占空比為100%%u7684時(shí)候功率時(shí)10.7W，占空比為50%%u7684時(shí)候功率時(shí)11.4W)，多損耗的功率全部轉(zhuǎn)換成輸出開關(guān)管上的熱量。

       圖-3 輸出占空比調(diào)節(jié)至50%%u65F6的輸入?yún)?shù)

       圖-4 輸出占空比調(diào)節(jié)至50%%u65F6的電流波形

步驟三：進(jìn)一步調(diào)節(jié)，將輸出的占空比調(diào)至25%%uFF0C這時(shí)候一個(gè)更惡劣的情況出現(xiàn)了!由圖-6的電流波形我們可以看到，此時(shí)，輸出的峰值電流為864mA,平均電流為216mA，平均電流下降了，但輸入功率居然比輸出占空比為100% %u7684時(shí)候高出了2.1W，這說明這種狀態(tài)下效率損失很嚴(yán)重，雖然燈的亮度降低了，但卻浪費(fèi)了更多的電。而且，值得我們?cè)俅巫⒁獾氖牵藭r(shí)輸出電流的峰值是輸出占空比為100%%u65F6的電流的2.88倍!

       圖-5 輸出占空比調(diào)節(jié)至25%%u65F6的輸入?yún)?shù)

       圖-6 輸出占空比調(diào)節(jié)至25%%u65F6的電流波形

步驟四：將輸出調(diào)至最低，此時(shí)的輸出為針刺狀的脈沖電流，且輸出額定電流的4倍，這對(duì)燈珠的壽命將會(huì)有嚴(yán)重的影響，巨大的脈沖電流甚至?xí)龤糁椤?/p>

       圖-7 輸出調(diào)至最低的輸入?yún)?shù)

       圖-8 輸出調(diào)至最低的電流波形

注：

1、本文章中測(cè)試的樣品為市場(chǎng)上隨機(jī)購(gòu)買的PWM型調(diào)光調(diào)色溫電源，標(biāo)稱輸出電壓為30-42V，測(cè)試的時(shí)候采用12串的燈珠。

2、本文章僅作技術(shù)交流與說明之用。